葉面肥對厚皮甜瓜光合作用及產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

喬 丹，李建設(shè)，高艷明

（寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

甜瓜（Cucumis melo）又稱香瓜、洋香瓜，是主要瓜類之一。按照甜瓜的生態(tài)學(xué)特性，我國又把甜瓜分為厚皮甜瓜與薄皮甜瓜。改良西州蜜25號屬于厚皮甜瓜，是新疆葡萄瓜果開發(fā)研究中心培育的新品種，其果實外形美觀、含糖量高、口感好，適應(yīng)性及抗病性強(qiáng)且產(chǎn)量高，被廣泛種植。

甜瓜從定植到開始結(jié)果，養(yǎng)分需求量逐漸增大。在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化肥用量日益增加，有機(jī)肥用量逐年減少，高產(chǎn)耐肥品種大面積種植，這使得各種營養(yǎng)元素作用的發(fā)揮受到一定程度限制，降低了作物產(chǎn)量[1—2]。有研究表明，植物葉片可以通過葉面氣孔和表皮親水小孔像根一樣吸收利用養(yǎng)分，還可以通過胞間連絲進(jìn)行主動吸收[3]。葉面噴施液的養(yǎng)分元素的性質(zhì)以及溫度、光照等環(huán)境條件都會影響葉面對養(yǎng)分的吸收與利用。當(dāng)根際施肥已不能完全滿足作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的需要，可以通過噴施葉面營養(yǎng)元素或活性物質(zhì)達(dá)到強(qiáng)化作物長勢、提高作物品質(zhì)、增加作物產(chǎn)量的目的[4—5]。張鑫等[6]研究發(fā)現(xiàn)，通過改變?nèi)~面肥配方可以控制小白嘴山藥產(chǎn)量和有效成分含量。王蕾等[7]研究發(fā)現(xiàn)，高碳有機(jī)葉面肥和氨基酸葉面肥混合噴施可促進(jìn)合苞橐吾生長，提高其產(chǎn)量及品質(zhì)。郝曦煜等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)蕾期和盛花期噴施含有微量元素的葉面肥能夠促進(jìn)綠豆植株光合作用，增強(qiáng)光合產(chǎn)物積累，從而促進(jìn)植株生長，提高綠豆產(chǎn)量。葉面施肥打破了土壤根部施肥的傳統(tǒng)方式，作為對作物土壤施肥的一種直接、高效的輔助措施，葉面施肥逐漸成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一項重要的施肥措施。

本試驗以改良西州蜜25號為材料，研究相同基肥條件下噴施不同類型葉面肥對果實生長發(fā)育、光合作用、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為優(yōu)化厚皮甜瓜的施肥措施提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗在銀川市興慶區(qū)月牙湖鄉(xiāng)穹頂生態(tài)有限公司連棟塑料冷棚內(nèi)進(jìn)行。當(dāng)?shù)厝耆照諘r間2 851～3 106 h，有效積溫1 534.9℃，無霜期120～130 d，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候。于定植、種植前施基肥，每667 m2施入商品有機(jī)肥100 kg、復(fù)合肥20 kg。在甜瓜生長發(fā)育過程中均采用常規(guī)管理。植株采用單株吊蔓栽培，每株留單瓜。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，共設(shè)9個處理（表1），每個處理種植30株，設(shè)3次重復(fù)。從定植當(dāng)天開始至采收結(jié)束，每隔15 d于16:00—18:00噴施清水及不同葉面肥，葉面肥噴至全株葉面都有均勻大小液珠但不下滴為止。各葉面肥處理均未對甜瓜雌花授粉產(chǎn)生影響。

表1 不同葉面肥噴施處理

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1 甜瓜果實生長指標(biāo)測定甜瓜定果后，選取授粉日期及節(jié)位相同的甜瓜作為各處理果實大小動態(tài)變化監(jiān)測對象，每個處理選取6個甜瓜，每3 d用精確度為0.1 cm的卷尺測量果實橫徑和縱徑，至果實成熟采摘后結(jié)束測量。計算果實橫、縱徑日增量（橫、縱徑生長量/生長時間）、果形指數(shù)（果實橫徑／縱徑）和果厚比（果肉厚度/橫徑）。

1.3.2 冠層光合有效輻射（PAR）和光截獲率（CAR）在果實膨大期一晴天，使用SunScan（Delta英國）植物冠層分析儀分別測定甜瓜冠層上部（植株上方10 cm處）光合有效輻射（PAR1）和植株底部（貼近地面10 cm）光合有效輻射（PAR2），每個處理選擇3個固定點位測定，重復(fù)3次。計算冠層PAR的吸收性光合有效輻射（PAR）、光截獲率（CAR），公式如下：PAR=PAR1-PAR2，CAR（%）=（PAR1-PAR2）/PAR1×100。

1.3.3 葉片光合指標(biāo)測定甜瓜授粉后第20天，每個處理隨機(jī)選擇3株長勢均勻的植株，每個植株選擇最大葉片，采用LI-6400XT便攜式光合作用測定系統(tǒng)測定蒸騰速率（Tr）、凈光合速率（Pn）、胞間CO2濃度（Ci）、氣孔導(dǎo)度（Gs）。

1.3.4 甜瓜產(chǎn)量與品質(zhì)生長測定果實成熟后，用電子天平稱量各處理的單果質(zhì)量，并折算產(chǎn)量。果實可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)使用TD-45數(shù)字折光儀測定[9]；采用鉬藍(lán)比色法測定VC質(zhì)量比[10]；采用NaOH滴定法測定有機(jī)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)[11]；參考水楊酸法測定硝酸鹽質(zhì)量比[12]；采用蒽酮比色法測定可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)[13]；采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定可溶性蛋白質(zhì)量比[14]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019、Origin 2018進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和制圖，利用SPSS 20.0進(jìn)行相關(guān)分析、隸屬函數(shù)分析、單因素方差分析，比較不同處理間的差異顯著性（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葉面肥處理對果實生長發(fā)育的影響

如圖1所示，各處理果實橫徑日增量的大小依次為F4、F2、F7、F1、F5、F6、F8、F3、CK，其中處理F4的橫徑日增量比CK高14.70%（P＜0.05）；果實縱徑日增量大小依次為F3、F2、F4、F8、F7、F1、F5、CK、F6，處理F3縱徑日增量比CK高15.41%（P＜0.05）；果形指數(shù)大小依次為F3、F8、CK、F7、F1、F5、F2、F6、F4；果厚比大小依次為F2、F7、F6、F3、CK、F8、F4、F5、F1。噴施葉面肥后，各處理果實橫、縱徑日增量和果實厚度均有一定程度提高，但差異不顯著。

圖1 不同處理對果實生長發(fā)育的影響

2.2 不同葉面肥處理對冠層的影響

各處理噴施葉面肥的種類不同，其冠層光合有效輻射（PAR）、光截獲率（CAR）不同。由圖2可知，各處理PAR的大小依次為F7、F2、F5、F8、F1、F6、F4、F3、CK，分別比CK高41.07%、38.55%、31.48%、26.13%、22.78%、17.19%、12.94%、8.48%。除F3外其他葉面肥處理的光合有效輻射量顯著高于CK。各處理CAR的大小依次為F8、F3、F4、F5、F7、F6、F1、CK、F2，分別比CK高8.82%、6.96%、5.42%、5.08%、4.58%、3.14%、1.93%。除F1、F2外其他葉面肥處理的光合有效輻射量顯著高于CK。

圖2 不同處理對甜瓜坐果期冠層的影響

2.3 不同葉面肥處理對植株光合作用的影響

試驗噴施的葉面肥種類不同,對坐果期葉片光合作用的影響不同。由圖3可知，各處理Tr大小依次為F8、F7、F5、F1、CK、F4、F2、F3、F6，其中處理F8、F7的Tr顯著高于CK，分別比CK高95.39%、67.53%；各處理Pn大小依次為F7、F8、F1、F5、F3、CK、F2、F4、F6，處理F7、F8、F1的Pn顯著高于CK，分別比CK高65.88%、62.14%、44.15%；各處理Ci大小依次為F4、F5、F8、F7、F1、F6、CK、F2、F3，各處理間Ci無顯著性差異；各處理Gs大小依次為F8、F7、F5、F1、CK、F2、F3、F6、F4，處理F8的Gs顯著高于CK 111.97%。

圖3 不同葉面肥對甜瓜坐果期植株光合作用的影響

2.4 不同葉面肥處理對果實品質(zhì)、產(chǎn)量的影響

甜瓜成熟過程中，不同葉面肥的養(yǎng)分供給最終影響了果實的風(fēng)味。由表2可知，果實成熟采摘后各處理的中心可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、VC質(zhì)量比、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)因葉面肥種類不同而不同，但不同葉面肥對可溶性蛋白質(zhì)量比的影響均不顯著。有機(jī)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、硝酸鹽質(zhì)量比因葉面肥種類不同而存在差異，且差異顯著。各處理的產(chǎn)量大小依次為F7、F2、F5、F4、F8、F6、CK、F3、F1，其中F7、F2、F5、F4顯著高于CK，分別比CK高17.77%、17.02%、15.65%、14.68%。

表2 不同種類葉面肥對甜瓜品質(zhì)、產(chǎn)量的影響

2.5 不同葉面肥處理果實生長發(fā)育、光合指標(biāo)與果實品質(zhì)之間的相關(guān)性

選取以下指標(biāo)分析不同葉面肥處理果實生長發(fā)育、光合指標(biāo)與果實品質(zhì)之間的相關(guān)性。果實生長指標(biāo)：橫徑日增量（D1）、縱徑日增量（D2）、果形指數(shù)（D3）、果厚比（D4），葉片光合指標(biāo)：Tr、Pn、Ci、Gs，冠層光合指標(biāo)：PAR、CAR，果實品質(zhì)指標(biāo)：中心可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)（Q1）、邊緣可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)（Q2）、可溶性蛋白質(zhì)量比（Q3）、VC質(zhì)量比（Q4）、有機(jī)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)（Q5）、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)（Q6）、硝酸鹽質(zhì)量比（Q7）、單瓜質(zhì)量（Q8）。如表3所示，邊緣可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)與果實橫徑日增量呈顯著正相關(guān)；邊緣可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)與果厚比呈顯著正相關(guān)，與冠層光截獲率呈極顯著相關(guān)；可溶性蛋白質(zhì)量比與氣孔導(dǎo)度呈顯著正相關(guān)；VC質(zhì)量比與果厚比、光合有效輻射呈顯著負(fù)相關(guān)；有機(jī)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與果形指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)、與冠層光截獲率呈顯著正相關(guān)；硝酸鹽質(zhì)量比與光合有效輻射呈顯著正相關(guān)；單瓜質(zhì)量與果實縱徑日增量呈顯著正相關(guān)。

表3 不同葉面肥處理果實生長發(fā)育、光合指標(biāo)與果實品質(zhì)之間的相關(guān)性

2.6 不同葉面肥處理果實生長發(fā)育、光合指標(biāo)及果實品質(zhì)之間的隸屬函數(shù)分析

以不同處理果實生長發(fā)育、光合指標(biāo)及果實品質(zhì)為評價對象，對其所有指標(biāo)進(jìn)行主成分分析（表4）。提取的6個主成分特征值均在1.0以上，且前6個主成分特征值積累方差達(dá)到95.67%，能夠更加充分地反映各品種之間全部指標(biāo)的信息。據(jù)此計算綜合指標(biāo)值，結(jié)合隸屬函數(shù)公式F（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）（i=1，2，3，……，n），得出綜合指標(biāo)值的隸屬函數(shù)值，根據(jù)表4中各主成分的權(quán)重，利用綜合評估值公式：

表4 主成分特征值與方差貢獻(xiàn)率

得出綜合評估值，再進(jìn)行排序得出排名，如表5所示。根據(jù)甜瓜果實生長發(fā)育、光合指標(biāo)、果實品質(zhì)綜合評價，處理F5的甜瓜總體狀況最佳，其次為F7。最終選擇處理F5的肥料作為當(dāng)?shù)靥鸸戏N植后期使用的葉面肥，以達(dá)到強(qiáng)化甜瓜后期長勢、提高果實品質(zhì)、增加產(chǎn)量的目的。

表5 不同處理主成分值、隸屬函數(shù)值、綜合評價值及綜合排名

3 討論

3.1 不同葉面肥對果實生長發(fā)育的影響

葉是植物最重要的營養(yǎng)器官，葉面肥是將肥料霧化使葉表面吸收利用。植株對葉面吸收的養(yǎng)分的利用效果與根部施肥是一樣的。焦旭升等[15]研究表明，可通過噴施化控類葉面肥調(diào)控黨參地上部生長發(fā)育，減少莖葉自身生長消耗的同化產(chǎn)物，從而促進(jìn)根莖類藥用植物地下部的生長。本試驗結(jié)果表明：昆侖風(fēng)對果實橫徑增長有顯著促進(jìn)作用；蕓苔素內(nèi)酯+磷酸二氫鉀+葡萄糖對果實縱徑增長有顯著促進(jìn)作用，且果形指數(shù)最高。果實橫、縱徑和果形指數(shù)與果實中心可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、有機(jī)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、單瓜質(zhì)量呈顯著相關(guān)。因此，可通過適時噴施昆侖風(fēng)、蕓苔素內(nèi)酯+磷酸二氫鉀+葡萄糖葉面肥調(diào)控果實橫、縱徑，從而調(diào)節(jié)果實品質(zhì)和產(chǎn)量。

3.2 不同葉面肥對甜瓜光合指標(biāo)的影響

光照是影響厚皮甜瓜生長發(fā)育的重要環(huán)境因子之一，通過影響植株葉片生長發(fā)育、光合作用關(guān)鍵酶活性及能量的供應(yīng)轉(zhuǎn)化等生理生化過程調(diào)節(jié)光合作用[16-17]。有研究表明，在甜瓜生殖生長期施用葉面肥可促進(jìn)植株生長；但噴施葉面肥會造成植株徒長和營養(yǎng)生長過盛，從而影響植株生殖生長。劉志剛等[18]研究發(fā)現(xiàn)，噴施不同濃度的氨基酸硒肥可以延緩甜瓜葉片衰老。本試驗結(jié)果表明：噴施植物生長調(diào)節(jié)劑+大量元素+氨基酸、大量元素、腐殖酸、有機(jī)質(zhì)后吸收性光合有效輻射和光截獲率顯著升高。

光合作用是大部分綠色植物生存的基礎(chǔ)，是作物最基本的生理活動，適當(dāng)強(qiáng)度的光合作用有利于植株體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的積累[19-21]。光合作用主要受蒸騰速率、凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度的影響。趙惠娥等[22]研究表明，凈光合速率和氣孔導(dǎo)度存在一定的線性關(guān)系，即光合速率增強(qiáng)氣孔導(dǎo)度增大，而在光合作用受阻礙時，氣孔導(dǎo)度減小，導(dǎo)致進(jìn)入葉片內(nèi)的CO2減少。高佳等[23]研究表明，增加光照可顯著提高玉米葉片凈光合速率和光能利用效率，葉片的光截獲能力增強(qiáng)可顯著提高光合速率，有利于積累更多的干物質(zhì)和提高玉米產(chǎn)量。申明等[24]研究發(fā)現(xiàn)，氨基酸葉面肥可提高砂梨葉片葉綠素相對含量，增加凈光合速率，提高PSⅡ反應(yīng)中心供體側(cè)與受體側(cè)光合能量轉(zhuǎn)換活性，減少熱能量耗散。葉片是植物重要的營養(yǎng)器官，是植物光合作用和蒸騰作用的主要場所。本試驗結(jié)果表明，噴施游離氨基酸+微量元素（Zn、Fe、Mn、B、Mo）、有機(jī)質(zhì)可調(diào)節(jié)植株光合作用，有利于提高蒸騰速率、凈光合速率和氣孔導(dǎo)度。

3.3 不同葉面肥對果實品質(zhì)、產(chǎn)量的影響

在甜瓜生殖生長期，噴施適宜的葉面肥，果實發(fā)育速度及干物質(zhì)積累加快，產(chǎn)量增加，果實綜合品質(zhì)有所提高。印寧等[25]研究發(fā)現(xiàn)，氨基酸螯合態(tài)富硒葉面肥不僅能使葡萄果實產(chǎn)量和硒含量顯著提高，還能顯著提高各品種果實可溶性糖、有機(jī)酸、可溶性蛋白、可溶性固形物、Vc和原花青素的含量。孫新娥等[26]研究發(fā)現(xiàn)，噴施2種液體復(fù)合肥均顯著提高莢果的單果質(zhì)量并改善果實品質(zhì)，且游離氨基酸含量比對照高1～2倍。本試驗結(jié)果表明，各葉面肥處理提升果實綜合品質(zhì)的作用不顯著，但是鎂+生物源有機(jī)碳+植物提取物+氧化鈣+氮、大量元素、有機(jī)質(zhì)均可顯著提高果實單瓜質(zhì)量。

4 結(jié)論

昆侖風(fēng)、蕓苔素內(nèi)酯+磷酸二氫鉀+葡萄糖葉面肥促進(jìn)甜瓜果實橫、縱徑生長的作用顯著；噴施蕓苔素內(nèi)酯+磷酸二氫鉀+葡萄糖、昆侖風(fēng)、綠芬威施多力、富爾655、小肽魚蛋白、酶解海藻原漿后，冠層吸收性光合有效輻射和光截獲率均顯著升高；噴施小肽魚蛋白、酶解海藻原漿可顯著提高蒸騰速率和凈光合速率。此外，酶解海藻原漿對增大葉片氣孔導(dǎo)度有顯著作用；小肽魚蛋白、速傳+科來瑪、綠芬威施多力、昆侖風(fēng)對提高果實單瓜質(zhì)量均有顯著作用，分別比對照高17.77%、17.02%、15.65%、14.68%。綜合考慮果實生長發(fā)育、光合指標(biāo)、果實品質(zhì)及產(chǎn)量，在滴灌噴施葉面肥條件下，稀釋800倍的綠芬威施多力的效果較好。